Kuinka valita integroitu Stepper-servomoottori nelisuuntaisille kuormalavasukkuloille?

Nelisuuntaisista lavakuljetuksista on tulossa tärkeä automaatioratkaisu varastoille, jotka tarvitsevat tiheää varastointia, joustavaa lavansiirtoa ja luotettavaa automatisoitua käsittelyä . Toisin kuin perinteiset kuormalavasukkulat, jotka kulkevat pääasiassa kiinteää kiskoa pitkin, nelisuuntainen sukkula voi liikkua sekä pituus- että poikittaissuunnassa. Tämä mahdollistaa sen, että yksi ajoneuvo palvelee useita varastoväyliä ja tekee varastotilanteesta joustavamman.

Moottorijärjestelmällä on ratkaiseva rooli tässä arkkitehtuurissa. Sopiva integroitu askelservomoottori , joka tunnetaan myös nimellä an integroitu suljetun silmukan askelmoottori , voi yhdistää moottorin, ohjaimen, kooderin ja ohjauselektroniikan kompaktiksi liikeyksiköksi. Nelisuuntaisten lavakuljetusten valmistajille tämä integrointi voi yksinkertaistaa kaapelointia, vähentää kaappitilaa, parantaa paikannussuorituskykyä ja helpottaa käyttöjärjestelmän mukauttamista.

Mutta moottorin valinnan ei pitäisi alkaa pelkästään moottorin rungon koosta tai nimellisvääntömomentista. Meidän on tarkasteltava koko sukkulan käyttösykliä, mukaan lukien kuormalavan paino, kiihtyvyys, pyörän halkaisija, kulkunopeus, radan olosuhteet, paikannustarkkuus, käyttömäärä, akun jännite, viestintämenetelmä ja lämpöteho.

Mikä on nelisuuntainen lavakuljetus?

Nelisuuntainen lavakuljetus on automaattinen varastointi- ja noutoajoneuvo, joka on suunniteltu siirtämään lavoja suuritiheyksisten varaston varastointijärjestelmien läpi. Sen määrittävä ominaisuus on kyky matkustaa neljään suuntaan : eteenpäin, taaksepäin, vasemmalle ja oikealle.

Tyypillinen järjestelmä sisältää:

• Lavojen säilytystelineet

• Nelisuuntaiset sukkulaajoneuvot

• Nosto- tai siirtomekanismit

• Käyttömoottorit

• Ohjauselektroniikka

• Enkooderit ja anturit

• Akkujärjestelmä

• Varastonhallinta- tai varastonhallintaohjelmisto

Ajoneuvo kulkee normaalisti telinerakenteen sisään asennettuja kiskoja pitkin. Kun se saavuttaa siirtoasennon, sen toissijainen ajomekanismi mahdollistaa sen suunnan muuttamisen ja siirtymisen toiseen käytävään.

Tämä kokoonpano tarjoaa suuren edun: yksi sukkula voi mahdollisesti päästä useisiin varastopaikkoihin ilman, että jokaiselle kaistalle tarvitaan erillistä ajoneuvoa.

Varastotyöntekijöille seurauksena voi olla suurempi varastointitiheys ja käytettävissä olevan lattiatilan parempi hyödyntäminen.

Laitevalmistajille nelisuuntainen liike tuo kuitenkin lisävaatimuksia liikejärjestelmälle. Käyttömoottoreiden on toimittava luotettavasti eri suuntiin säilyttäen ennustettavan nopeuden, vääntömomentin ja asennon.

Miksi moottorin valinnalla on merkitystä nelisuuntaisen sukkulan suunnittelussa

Käyttömoottori ei ole pelkästään vastuussa sukkulan liikkeestä.

Se vaikuttaa suoraan:

• Aloitussuoritus

• Matkan nopeus

• Paikannustarkkuus

• Reaktio suunnan vaihtoon

• Lavojen käsittelyn vakaus

• Akun kulutus

• Melu ja tärinä

• Lämpöteho

• Huoltovaatimukset

• Ajoneuvon kokonaiskoko

Moottori, joka näyttää riittävältä nimellisvääntömomentin perusteella, voi silti toimia huonosti, jos sovellus vaatii toistuvia käynnistyksiä, pysäytyksiä, kiihdytystä, hidastamista, peruuttamista tai pienten mekaanisten siirtymien yli kiipeämistä.

Nelisuuntaiset lavakuljetukset toimivat tyypillisesti toistuvina sykleinä. Ajoneuvo kiihdyttää, ajaa, hidastaa, pysähtyy määrättyyn paikkaan, suorittaa kuormalavojen käsittelyn ja muuttaa sitten suuntaa tai palaa. Tämä tarkoittaa, että moottori kokee jatkuvasti muuttuvaa kuormitusta yksinkertaisen vakionopeuden sijaan.

Tästä syystä suosittelemme, että valitset moottorin koko liikeprofiilin perusteella sen sijaan, että käytät nimellistehoa ainoana valintakriteerinä.

Mikä on integroitu askelservomoottori?

Integroitu askelservomoottori yhdistää useita liikkeenohjauskomponentteja yhdeksi kokoonpanoksi.

Perinteinen liikejärjestelmä voi vaatia:

Askelmoottori + ulkoinen ajuri + anturi + johdotus + ohjainliitäntä

Integroitu suljetun silmukan askeljärjestelmä voi yhdistää moottorin, ohjaimen ja kooderin yhdeksi kompaktiksi yksiköksi.

Anturi antaa jatkuvasti roottorin asennon palautetta. Integroitu ajuri käyttää näitä tietoja valvoakseen moottorin liikettä ja oikeaa paikannuskäyttäytymistä.

Tämä luo käytännöllisen keskitien perinteisten avoimen silmukan stepperijärjestelmien ja monimutkaisempien servo-arkkitehtuurien välille.

Tämä arkkitehtuuri on houkutteleva nelisuuntaisille lavasukkulmille, koska ajoneuvossa on rajallinen asennustila ja se vaatii useita koordinoituja liiketoimintoja.

Jkongmotor mukautetut servomoottoriliikkeet

Yhden luukun integroitu DC-servomoottoriratkaisujen tarjoaja

Integroidut Stepper-servomoottorityypit

Integroitu askelservomoottori yhdistää moottorin ja liikkeenohjauselektroniikan kompaktiksi kokoonpanoksi. Mekaanisesta rakenteesta ja ohjausvaatimuksista riippuen tämä tuoteperhe voidaan konfiguroida anturilla, ohjaimella, vaihteistolla, lineaariruuvilla tai suojakotelolla.

Verrattuna tavanomaiseen askelmoottoriin, joka käyttää erillistä ulkoista ajuria, integroitu rakenne voi yksinkertaistaa järjestelmän johdotusta, vähentää asennustilaa ja tehdä koneen integroinnista yksinkertaisempaa. Suljetun silmukan versiot käyttävät myös palautetta moottorin asennon seuraamiseen ja liikkeen luotettavuuden parantamiseen.

1. Integroitu Stepper-servomoottori

Integroitu Stepper Servo Motor on tämän tuoteperheen peruskokoonpano. Se yhdistää askelmoottorin sisäiseen ohjaimeen ja anturipohjaiseen palautejärjestelmään.

Moottori voi vastaanottaa liikekäskyjä, kun taas integroitu elektroniikka hallitsee virtaa, nopeutta ja asennon ohjausta. Suljetun silmukan palaute auttaa järjestelmää havaitsemaan kuormituksen muutoksista tai käyttöolosuhteista johtuvat sijaintipoikkeamat.

Pääominaisuudet

• Askelmoottori integroidulla käyttöelektroniikalla

• Enkooderin palaute suljetun silmukan toimintaa varten

• Tarkka ja toistettava paikannus

• Kompakti moottorin ohjausrakenne

• Vähentynyt ulkoinen johdotus

• Useita ohjaus- ja viestintävaihtoehtoja

• Soveltuu moniakselisiin liikejärjestelmiin

Tätä kokoonpanoa harkitaan yleisesti, kun kone vaatii enemmän takaisinkytkentä- ja ohjauskykyä kuin avoimen silmukan askeljärjestelmä, mutta samalla askelmoottorin rakenteellinen yksinkertaisuus säilyy.

2. Integroitu hammaspyöräinen askelmoottori

Integroitu hammaspyöräinen askelmoottori lisää vaihteiston moottoriin ja integroituun vetoyksikköön. Vaihteen alennus muuttaa moottorin nopeuden ja ulostulomomentin välistä suhdetta, jolloin järjestelmä pystyy käsittelemään sovelluksia, jotka vaativat suurempaa mekaanista voimaa pienemmällä lähtönopeudella.

Planeettavaihteistot ovat yksi yleinen kokoonpano, jossa kompakti koko, vääntömomentin välitys ja mekaaninen tehokkuus ovat tärkeitä.

Pääominaisuudet

• Moottori, kuljettaja ja vaihteisto integroitu yhdeksi kokoonpanoksi

• Suurempi vääntömomentti vaihteiston vähentämisen ansiosta

• Pienempi lähtönopeus

• Kompakti vaihteistojärjestely

• Saatavana eri välityssuhteet eri kuormille

• Soveltuu sovelluksiin, joissa asennustila on rajallinen

Vaihteistokokoonpano on hyödyllinen, kun tavallinen askelmoottori ei tuota vaadittua vääntömomenttia tai kun kone vaatii hitaampaa, hallittua liikettä.

3. Integroitu matovaihteinen askelmoottori

The Integroitu matovaihteinen askelmoottori yhdistää askelmoottorin ja integroidun vetolaitteen kierukkavaihteistoon.

Matovälitys mahdollistaa huomattavan nopeuden alenemisen suhteellisen kompaktissa mekaanisessa järjestelyssä. Sen suorakulmainen lähtökonfiguraatio voi myös yksinkertaistaa mekaanista integrointia, jossa moottori ja käyttömekanismi on sijoitettava kohtisuoraan toisiinsa nähden.

Pääominaisuudet

• Suuri nopeuden vähennyskyky

• Lisääntynyt ulostulomomentti

• Suorakulmainen voimansiirtorakenne

• Kompakti mekaaninen järjestely

• Soveltuu hitaisiin liikkeisiin

• Voi tarjota pito-ominaisuudet vaihdelaatikon suunnittelusta riippuen

Kierukkavaihteisia konfiguraatioita voidaan harkita paikoitus-, nosto-, säätö- ja materiaalinkäsittelymekanismeissa, joissa pienentäminen ja mekaaninen pito ovat tärkeitä.

4. Integroitu matovaihteinen askelservomoottori

Integroitu matovaihteinen askelservomoottori yhdistää kolme toiminnallista elementtiä: askelmoottorin, matovaihteiston ja suljetun silmukan ohjauksen.

Anturi antaa asentopalautteen integroituun ohjauselektroniikkaan. Samaan aikaan matovaihteisto tarjoaa mekaanisen vähennyksen moottorin ja ulostuloakselin välillä.

Tämä yhdistelmä on suunniteltu järjestelmiin, jotka tarvitsevat sekä suurta alennusmomenttia että palauteohjattua paikannusta.

Pääominaisuudet

• Suljetun silmukan stepper-servotoiminta

• Integroitu matovaihteisto

• Enkooderiin perustuva sijaintipalaute

• Korkean vähennyssuhteen vaihtoehdot

• Lisääntynyt ulostulomomentti

• Kompakti moottori ja voimansiirtopaketti

• Vähentynyt ohjausjärjestelmän johdotus

Kierukkavaihteiston todellinen itselukittuva kyky riippuu tekijöistä, kuten vaihteiston geometriasta, alennussuhteesta, kuormituksesta, voitelusta ja käyttöolosuhteista, joten se on vahvistettava tietylle sovellukselle sen sijaan, että se oletetaan pelkästään vaihteistotyypin perusteella.

5. Integroitu vedenpitävä askelservomoottori

The Integroitu vedenpitävä askelservomoottori on kehitetty laitteille, jotka toimivat ympäristöissä, joissa kosteus, pöly, roiskevesi tai muut ulkoiset epäpuhtaudet voivat vaikuttaa tavanomaisiin moottorikokoonpanoihin.

Moottori, takaisinkytkentäkomponentit ja käyttöelektroniikka ovat suojatun rakenteen sisällä. Sopiva IP-luokitus tulee valita laitteen todellisen ympäristöaltistuksen mukaan.

Pääominaisuudet

• Integroitu stepper-servo-arkkitehtuuri

• Suljetut moottori- ja elektroniikkakomponentit

• Enkooderin palaute

• Vähentynyt ulkoinen johdotus

• Suojausvaihtoehdot vaativiin ympäristöihin

• Soveltuu kosteudelle tai pölylle alttiina oleville laitteille

Tämä kokoonpano voi olla hyödyllinen elintarviketeollisuuden koneissa, ulkoautomaatiossa, liikkuvissa laitteissa, maatalouskoneissa ja muissa järjestelmissä, joissa ympäristönsuojelu on osa moottorin eritelmiä.

6. Integroitu Linear Stepper -servomoottori

Integroitu Linear Stepper Servo -moottori on suunniteltu tuottamaan hallittua lineaarista liikettä sen sijaan, että se luottaisi vain pyörivän akselin ulostuloon.

Ruuvimekanismi muuttaa moottorin pyörimisen lineaarisiksi siirtymäksi, kun taas integroitu anturi ja ohjauselektroniikka antavat palautetta paikannusta varten.

Koneen suunnittelusta riippuen voidaan valita erilaisia ​​ruuvirakenteita halutun iskun, nopeuden, kantavuuden ja asennon suorituskyvyn saavuttamiseksi.

Pääominaisuudet

• Integroitu moottori ja käyttövoima

• Enkooderipohjainen palaute

• Suora lineaarinen asemointi

• Kompakti toimilaitteen kokoonpano

• Toistettava lineaarinen liike

• Vaihtoehtoina lyijyruuvi tai kuularuuvi

• Mukautettava isku ja mekaaninen käyttöliittymä

Tämä rakenne sopii erityisen hyvin laitteille, jotka tarvitsevat hallittua lineaarista liikettä ilman erillistä moottori-ohjain-toimilaite-yhdistelmää.

7. Integroitu Linear Motion Stepper -moottori

Integroitu Linear Motion Stepper -moottori edustaa täydellisempää lineaarista liikekokoonpanoa. Pelkän moottorin sijaan tuotteessa voidaan integroida moottori ruuvimekanismiin, ohjausrakenteeseen, vaunuun tai muihin mekaanisiin komponentteihin.

Tuloksena on integroitava lineaarinen liikeyksikkö, joka voi vähentää koneen kokoonpanon aikana tarvittavien yksittäisten komponenttien määrää.

Pääominaisuudet

• Integroitu lineaarinen toimilaitteen rakenne

• Moottoroitu ruuvikäyttöinen liike

• Kompakti mekaaninen muotoilu

• Toistettava sijoittelu

• Valinnaiset lineaariset ohjaus- ja kelkkarakenteet

• Joustavat isku- ja asennuskokoonpanot

• Soveltuu automaattiseen lineaariseen paikannukseen

Tämän tyyppinen ratkaisu sopii hyvin kompakteihin automaatiomoduuleihin, laboratoriolaitteisiin, tarkastuskoneisiin, puolijohdelaitteisiin, CNC-järjestelmiin ja robottimekanismeihin.

Kuinka erilaiset integroidut askelmoottorit vertaavat

Suurin ero näiden kokoonpanojen välillä on liikevaatimus, jota ne on suunniteltu ratkaisemaan.

Nelisuuntaisten kuormalavasukkulamoottoreiden vaadittavat keskeiset toiminnot

Kaikki integroidut askelmoottorit eivät sovellu varastokuljetussovelluksiin. Yleensä arvioimme useita toimintoja ennen lopullisen kokoonpanon valitsemista.

1. Suljetun silmukan sijaintipalaute

Paikkapalaute on yksi tärkeimmistä vaatimuksista.

Avoimen silmukan askelmoottori olettaa, että käsketty liike on suoritettu. Ylikuormituksen, liiallisen kiihtyvyyden, mekaanisen vastuksen tai muiden epänormaalien olosuhteiden alaisena moottori voi menettää synkronoinnin.

Suljetun silmukan askelmoottori käyttää enkooderia valvomaan roottorin todellista liikettä.

Näin järjestelmä havaitsee liikevirheet ja parantaa paikannusluotettavuutta.

Nelisuuntaisessa sukkulassa tämä on erityisen hyödyllistä, kun ajoneuvon on pysähdyttävä toistuviin telineasentoihin:

• Lavojen lastaus

• Lavojen purkaminen

• Kaistan siirto

• Aseman kohdistus

• Nosta sitoutuminen

• Suunta vaihtuu

2. Riittävä käynnistysmomentti

Käynnistysmomentti on usein tärkeämpää kuin pelkkä moottorin jatkuvan vääntömomentin katsominen.

Ladatun lavakuljetuksen on voitettava:

• Ajoneuvon massa

• Lavojen kuorma

• Vierintävastus

• Vaihteiston häviöt

• Kiskon vastus

• Pyörän ja kiskon välinen kitka

• Kiihtyvyysvoima

Jos sukkula toimii pienessä kaltevuudessa tai kohtaa mekaanista lisävastusta, vaadittu käynnistysmomentti voi kasvaa merkittävästi.

Siksi suosittelemme, että lasket tarvittavan pyörän vääntömomentin ennen moottorin valintaa.

Yksinkertaistettu suhde on:

F = ma + Fᵣ + Fg

jossa:

• F = vaadittu vetovoima

• m = liikkuva kokonaismassa

• a = kiihtyvyys

• Fᵣ = vierintä- ja mekaaninen vastus

• Fg = gravitaatiovastus tarvittaessa

Pyörän vääntömomentti voidaan sitten arvioida seuraavista:

T = F × r

missä r on tehollinen pyörän säde.

Moottorin ulostulomomentissa on tällöin otettava huomioon vaihteiston välityssuhde ja voimansiirron hyötysuhde.

3. Hallittu kiihtyvyys ja hidastuminen

Kuormalavasukkula ei saa kiihdyttää tai pysähtyä aggressiivisesti ottamatta huomioon hyötykuormaa.

Äkillinen kiihtyvyys voi aiheuttaa:

• Lavojen liike

• Mekaaninen isku

• Pyörän luistaminen

• Lisääntynyt rakenteellinen jännitys

• Korkeampi nykyinen kysyntä

Sopivan integroidun stepper-servojärjestelmän tulisi siksi tukea hallittuja kiihtyvyys- ja hidastusprofiileja.

Tasainen liike on erityisen tärkeää kuljetettaessa herkkiä tai epävakaita kuormia.

4. Luotettava suunnanvaihto

Nelisuuntaiset sukkulat vaihtavat usein kulkusuuntaa.

Moottorijärjestelmän tulee käsitellä toistuvia eteenpäin/taakse-komentoja ilman liiallista tärinää tai asentovirhettä.

Suljetun silmukan askelservo antaa palautetta, joka auttaa ohjausjärjestelmää tarkistamaan, onko moottori seurannut käskettyä liikettä.

Tämä on yksi syy, miksi monet laitekehittäjät pitävät integroitu suljetun silmukan askelmoottori kompakteihin automatisoituihin ajoneuvoihin.

Miksi monet asiakkaat valitsevat integroidut suljetun silmukan askelmoottorit?

Nelisuuntaisiin lavakuljetusjärjestelmiin asiakkaat etsivät yleensä muutakin kuin moottoria, joka voi yksinkertaisesti siirtää ajoneuvoa. Käyttöjärjestelmän on tarjottava vakaa vääntömomentti, tarkka liike, luotettava palaute, kompakti asennus ja suora integrointi sukkulan ohjaimeen.

Tästä syystä integroiduista suljetun silmukan askelmoottoreista on tullut houkutteleva vaihtoehto moniin automatisoituihin materiaalinkäsittelysovelluksiin. Yhdistämällä askelmoottorin, ajurin ja anturin yhdeksi yksiköksi ne voivat yksinkertaistaa voimansiirtoa samalla kun ne tarjoavat toistuviin sukkulan liikkeisiin tarvittavan palautekyvyn.

Kompakti ja tilaa säästävä muotoilu

Nelisuuntaisessa lavakuljettimessa on hyvin rajallinen asennustila. Vetomoottorin, vaihteiston, akun, ohjaimen, anturien ja mekaanisten komponenttien on mahduttava suhteellisen kompaktin ajoneuvon runkoon.

Integroitu suljetun silmukan askelmoottori yhdistää moottorin ja ohjaimen yhdeksi kokoonpanoksi, mikä vähentää erillisten ohjaimen asennuspaikkojen tarvetta. Tämä voi antaa laitesuunnittelijoille enemmän vapautta sisäisten komponenttien järjestämisessä.

Kompakteissa varastoroboteissa tämä voi tarkoittaa puhtaampaa mekaanista asettelua ja helpompaa integrointia.

Yksinkertaistettu moottorin johdotus

Perinteiset stepperijärjestelmät vaativat tavallisesti erilliset kytkennät moottorin, ohjaimen, kooderin ja ohjaimen välillä. Liikeakseleiden määrän kasvaessa johdotus voi nopeasti monimutkaistaa.

Integroidulla moottorilla suuri osa käyttöelektroniikasta on sisällytetty moottorikokoonpanoon. Tämä voi vähentää kaapelin reititysvaatimuksia ja yksinkertaistaa kokoamista.

Liikkuville laitteille, kuten nelisuuntaisille sukkuloille, vähemmän ulkoisia yhteyksiä voi myös tehdä huollosta ja vianmäärityksestä yksinkertaisempaa.

Suljetun silmukan sijaintipalaute

Yksi suurimmista eroista avoimen silmukan askelmoottorin ja suljetun silmukan askelmoottorin välillä on kooderi.

Integroitu suljetun silmukan askelmoottori käyttää anturin palautetta moottorin todellisen liikkeen seuraamiseen. Ohjausjärjestelmä voi verrata käskettyä asentoa moottorin todelliseen vasteeseen ja tunnistaa liikkeen poikkeamat.

Tämä on hyödyllistä, kun lavabussin on pysähdyttävä toistuvasti tiettyihin paikkoihin:

• Lavojen lastaus ja purku

• Telineen sijoittelu

• Kaistan siirto

• Nosta sitoutuminen

• Eteen- ja taaksepäin liike

• Ajoneuvon suuntaus

Varastoautomaatiossa toistettava paikannus voi olla yhtä tärkeää kuin moottorin raakamomentti.

Hyvä vääntömomentti alhaisella nopeudella

Askelmoottorit tunnetaan hyödyllisen vääntömomentin tuottamisesta pienillä ja kohtalaisilla nopeuksilla. Tämä ominaisuus voi olla hyödyllinen lavakuljetussovelluksissa, koska ajoneuvo lähtee usein liikkeelle paikallaan olevasta asennosta huomattavalla hyötykuormalla.

Oikein valittu integroitu askelservomoottori voi tarjota vääntömomentin, joka tarvitaan ohjattuun käynnistykseen, kiihdytykseen, hidastumiseen ja paikannukseen ilman tarpeettoman suurta moottoria.

Varsinainen moottori tulee silti valita ajoneuvon kokonaismassan, kuormalavan painon, pyörän halkaisijan, vaihteiston välityssuhteen, kiihtyvyyden ja käyttösuhteen mukaan.

Luotettava start-stop-toiminta

Nelisuuntaiset lavakuljetukset toimivat harvoin yhdellä vakionopeudella pitkiä aikoja. Niiden liikeprofiili koostuu yleensä kiihtyvyydestä, vakionopeuden ajosta, hidastamisesta, pysähtymisestä ja uudelleenkäynnistyksestä.

Tämä toistuva start-stop-sykli asettaa voimansiirrolle erilaisia ​​vaatimuksia kuin jatkuva kuljettimen käyttö.

Suljetun silmukan palaute voi auttaa moottorijärjestelmää reagoimaan muuttuviin käyttöolosuhteisiin ja havaitsemaan liiallisen kuormituksen, mekaanisen vastuksen tai muiden epänormaalien olosuhteiden aiheuttamat poikkeamat.

Alempi järjestelmän monimutkaisuus

Integroitu moottori ei välttämättä poista jokaista ulkoista komponenttia, mutta se voi vähentää kunkin moottorin ympärillä tarvittavien erillisten liikkeenohjauskomponenttien määrää.

Sen sijaan, että suunnittelet järjestelmän ympärille:

Moottori + ulkoinen ajuri + anturi + useita liitäntöjä

laitesuunnittelija voi käyttää integroitua liikeyksikköä, joka sisältää:

Moottori + ajuri + anturi

Tämä voi helpottaa koko järjestelmän standardointia, varsinkin kun käytetään useita samanlaisia ​​käyttöakseleita.

Joustavat viestintävaihtoehdot

Nykyaikaiset integroidut askelservomoottorit voidaan konfiguroida erilaisille ohjausarkkitehtuureille sovelluksesta riippuen.

Yleisiä vaihtoehtoja ovat pulssi/suunta, RS485, Modbus, CANopen ja EtherCAT.

Suhteellisen yksinkertaiselle liikeakselille pulssiohjaus voi olla riittävä. Verkkoon kytketylle varastorobotille, jossa on useita koordinoituja akseleita, kenttäväylä, kuten CANopen tai EtherCAT, voi tarjota keskitetymmän tiedonsiirron ja ohjauksen.

Sopivan käyttöliittymän tulee aina vastata sukkulan pääohjainta ja ohjelmistoarkkitehtuuria.

Sopii räätälöityihin sukkulamalleihin

Nelisuuntaiset lavakuljetukset suunnitellaan usein tiettyjen varastovaatimusten mukaan. Ajoneuvon mitat, hyötykuorma, pyörien kokoonpano, akun jännite, vaihteisto, viestintäjärjestelmä ja asennustila voivat vaihdella.

Tämän seurauksena vakioluettelon tekniset tiedot eivät välttämättä aina sovi parhaiten.

Integroitu askelservomoottori voidaan räätälöidä erilaisilla moottorin vääntömomentilla, jännitteellä, kooderilla, vaihteistolla, lähtöakselilla, kaapelilla, liittimellä, tietoliikenneliitännällä ja asennuskokoonpanoilla.

Tämä tekee OEM-räätälöimisestä erityisen hyödyllistä lavakuljetusten valmistajille, jotka kehittävät erityistä ajoneuvoalustaa.

Käytännön tasapaino suorituskyvyn ja integroinnin välillä

Monissa pienikokoisissa automatisoiduissa ajoneuvoissa päätös ei ole vain tavanomaisen askelmoottorin ja tehokkaan AC-servojärjestelmän välillä.

Integroitu suljetun silmukan askelmoottori voi tarjota käytännöllisen yhdistelmän askelmomenttiominaisuuksia, anturin palautetta, integroitua elektroniikkaa, kompaktia rakennetta ja joustavaa ohjausta.

Nelisuuntaisissa lavakuljetussovelluksissa, joissa vaadittu nopeus ja dynaaminen suorituskyky ovat moottorin toiminta-alueella, tämä yhdistelmä voi yksinkertaistaa voimansiirtoa säilyttäen samalla luotettavan automatisoidun toiminnan edellyttämän liikepalautteen.

Lopullisen valinnan tulisi silti perustua koko sovellukseen eikä pelkästään moottorityyppiin. Hyötykuorma, kiihtyvyys, ajonopeus, pyörän halkaisija, vaihteiston tehokkuus, käyttösuhde, akun jännite, lämpöolosuhteet ja asennon vaatimukset tulee kaikki arvioida ennen moottorin valintaa.

Oikean integroidun askelservomoottorin valitseminen

1. Aloita ajoneuvon kokonaiskuormalla

Ensimmäisen parametrin tulisi olla koko liikkuva massa.

Älä laske vain lavan painoa.

Meidän pitäisi harkita:

Ajoneuvon massa + kuormalavan massa + tavaran enimmäispaino

Jos ajoneuvo painaa 250 kg ja kuormalavan enimmäiskuorma on 1 000 kg, käyttöjärjestelmän on liikuttava noin 1 250 kg ennen kuin muut dynaamiset tekijät otetaan huomioon.

Moottorin mitoituksessa tulee käyttää maksimikäyttöolosuhteita.

2. Laske tarvittava vääntömomentti

Moottorin vääntömomentti tulee laskea todellisista pyörän tarpeista.

Perusprosessi on:

Kokonaismassa → vaadittu vetovoima → pyörän vääntömomentti → vaihteiston vääntömomentti → moottorin vääntömomentti

Tämä lähestymistapa on luotettavampi kuin moottorin valinta yksinkertaisesti siksi, että sen luettelomomentti näyttää olevan lähellä odotettua kuormitusta.

3. Tarkista vaadittu ajonopeus

Moottorin nopeus riippuu:

• Pyörän halkaisija

• Ajoneuvon haluttu nopeus

• Vaihteen alennussuhde

Likimääräinen suhde on:

Ajoneuvon nopeus = pyörän ympärysmitta × pyörän kierrosluku

Jos käytetään vaihteistoa, moottorin nopeus on laskettava valitun välityssuhteen mukaan.

Suurinopeuksinen moottori yhdistettynä sopivaan vaihteistoon voi tarjota käytännöllisen tasapainon nopeuden ja pyörän vääntömomentin välillä.

4. Arvioi kiihtyvyysvaatimukset

Kaksi samaa lavapainoa kuljettavaa sukkulaa voivat vaatia täysin erilaisia ​​moottoreita, jos niiden kiihtyvyystavoitteet ovat erilaiset.

Sukkula, joka on suunniteltu tehokkaaseen varastokäyttöön, voi käynnistyä ja pysähtyä monta kertaa minuutissa.

Siksi meidän on arvioitava:

• Tavoite kiihtyvyys

• Tavoite hidastus

• Jakson taajuus

• Suurin nopeus

• Pysäytystaajuus

• Suunnanvaihtotaajuus

5. Harkitse akun jännitettä

Akun jännite vaikuttaa suoraan sähköarkkitehtuuriin.

Yleiset mobiiliautomaatiojärjestelmät voivat käyttää 24 VDC:tä, 36 VDC:tä tai 48 VDC:tä ajoneuvon koosta ja tehovaatimuksista riippuen.

Tietylle tasavirtaväyläjännitteelle suunniteltu moottori tulee sovittaa sukkulan akun ja ohjaimen arkkitehtuuriin.

Suurempitehoisissa mobiilijärjestelmissä korkeampi tasajännite voi auttaa vähentämään virtaa samalla tehotasolla, mikä voi yksinkertaistaa kaapeli- ja sähkösuunnittelua.

6. Valitse sopiva tiedonsiirtoliittymä

Nykyaikaiset nelisuuntaiset lavasukkulat vaativat usein tiedonsiirtoa moottorijärjestelmän ja ajoneuvon ohjaimen välillä.

Arkkitehtuurista riippuen integroitu moottori saattaa tarvita liitäntöjä, kuten:

• Pulssi/suunta

• RS485

• Modbus RTU

• CANopen

• EtherCAT

Oikea käyttöliittymä riippuu ajoneuvon ohjaimesta ja vaaditusta liikkeenohjausarkkitehtuurista.

Yksinkertaiselle akselille pulssiohjaus saattaa riittää.

Verkotetulle moniakselijärjestelmälle CANopen tai EtherCAT voivat tarjota integroidumman viestintäarkkitehtuurin.

Enkooderin valinta nelisuuntaisiin sukkulasovelluksiin

Enkooderin valinta ansaitsee erityistä huomiota.

Perusinkrementtianturi voi antaa moottorin asennon takaisinkytkennän, kun taas absoluuttinen anturi voi tarjota paikkatietoa tarvitsematta samantyyppistä sijainnin rekonstruointia virtakatkon jälkeen.

Mobiiliautomaatiolaitteiden kooderin valinnassa on otettava huomioon:

• Asennon tarkkuus

• Resoluutio

• Käynnistyskäyttäytyminen

• Ohjaimen yhteensopivuus

• Akun sammutusolosuhteet

• Asunnon vaatimukset

• Viestintäprotokolla

Sovelluksissa, joissa sijainnin palautus on tärkeää, absoluuttisen kooderin vaihtoehdot voivat tarjota lisää järjestelmätason joustavuutta.

Lämpöteho on helppo jättää huomiotta

Moottori voi tuottaa riittävän huippuvääntömomentin, eikä se silti sovellu jatkuvaan käyttöön, jos lämpöteho on riittämätön.

Tärkeimpiä kysymyksiä ovat mm.

• Kuinka kauan sukkula toimii yhtäjaksoisesti?

• Kuinka usein se kiihtyy?

• Kuinka usein se pysähtyy?

• Mikä on keskimääräinen moottorin kuormitus?

• Mikä on huippukuorma?

• Mikä on ympäristön lämpötila?

• Onko moottori asennettu suljetun rungon sisään?

• Onko riittävä ilmavirtaus?

Kompaktin sukkulan rungon sisään asennetulla integroidulla moottorilla voi olla vähemmän luonnollista lämmönpoistoa kuin avoimeen teollisuuskoneeseen asennetulla moottorilla.

Siksi jatkuva vääntömomentti ja lämpöteho tulisi arvioida huippuvääntömomentin rinnalla.

Vaihteistovalikoima palettisukkulamoottoreille

Monissa nelisuuntaisissa sukkulasovelluksissa moottori on yhdistetty vaihteistoon.

Vaihteisto voi lisätä vääntömomenttia vähentäen samalla pyörän nopeutta.

Yleisiä huomioita ovat:

• Välityssuhde

• Lähtövääntömomentti

• Mekaaninen tehokkuus

• Takaisku

• Käyttöikä

• Akselin kokoonpano

• Asennusmitat

• Radiaalinen kantavuus

Pieni välys on erityisen hyödyllinen, kun vaaditaan tarkkaa sijoittelua ja toistettavaa pysäytystä.

Vaihteisto tulee myös valita todellisen pyöräkuorman ja mekaanisen voimansiirron rakenteen mukaan eikä pelkästään moottorin vääntömomentin mukaan.

Integroitu Stepper Servo vs. perinteinen avoimen silmukan askelmoottori

Suurin ero on palaute.

Nelisuuntaisessa lavakuljetuksessa suljetun silmukan toiminta voi olla erityisen hyödyllistä, koska ajoneuvon odotetaan suorittavan toistuvia paikannus- ja suunnanmuutoksia.

Yleisimmät virheet sukkulamoottoria valittaessa

Valitsemalla nimellismomentin mukaan

Nimellisvääntömomentti ei kuvaa täydellistä dynaamista vaatimusta.

Kiihtyvyys, vaihteiston tehokkuus, pyörän säde, kuorman jakautuminen ja käyttösuhde on myös otettava huomioon.

Huippukuormituksen huomioiminen

Tyhjän sukkulan kanssa toimiva moottori voi vaikeuksia, kun ajoneuvo kantaa enimmäiskuormansa.

Moottorin mitoituksen tulee aina sisältää suurin odotettu hyötykuorma.

Liian suuren moottorin kapasiteetin käyttö

Ylimitoitus ei ole automaattisesti parempi.

Ylisuuri moottori voi kasvaa:

• Ajoneuvon paino

• Akun kulutus

• Maksaa

• Asennustila

• Mekaaniset vaatimukset

Tavoitteena on sopivan kokoinen moottori, jolla on riittävä käyttömarginaali.

Lämpöolosuhteiden huomioimatta jättäminen

Huippuvääntömomentti on yleensä saatavilla rajoitetuissa käyttöolosuhteissa. Jatkuva käyttö edellyttää lämpöanalyysiä.

Moottorin valinta ennen mekaanista suunnittelua

Moottorin valinta tulee koordinoida pyörän, vaihteiston, alustan, akun ja ohjausjärjestelmän kanssa.

Moottoria tulee käsitellä osana koko voimansiirtoa eikä eristettynä komponenttina.

Miksi OEM-räätälöinnillä voi olla merkitystä nelisuuntaisille kuormalavakuljetuksille

Nelisuuntaisia ​​lavakuljetuksia ei ole rakennettu yhden yleisen voimansiirtomallin ympärille. Kantavuus, ajoneuvon mitat, pyörän koko, akun jännite, vaihteiston välityssuhde, kulkunopeus, tietoliikennejärjestelmä ja asennustila voivat vaihdella huomattavasti eri varastoautomaatioprojektien välillä. Näiden erojen vuoksi valmismoottori ei välttämättä aina tarjoa oikeaa vääntömomentin, nopeuden, takaisinkytkennän, ohjauksen ja mekaanisen yhteensopivuuden yhdistelmää..

Tässä OEM-räätälöinnistä tulee tärkeää. Työskentely suoraan integroidun askelservomoottorin valmistajan kanssa mahdollistaa moottorin konfiguroinnin todellisen sukkulan rakenteen mukaan sen sijaan, että ajoneuvon arkkitehtuuri pakotettaisiin mukautumaan vakiomoottoriin.

Moottorin tekniset tiedot voivat vastata todellista sukkulan kuormaa

Nelisuuntainen lavakuljetus tarvitsee riittävästi vääntömomenttia siirtääkseen omaa painoaan yhdessä suurimman lavakuorman kanssa. Pelkästään suuremman nimellisvääntömomentin moottorin valinta ei kuitenkaan välttämättä tuota parempaa voimansiirtoa.

Moottorin tulee vastata todellisia vaatimuksia, mukaan lukien:

• Ajoneuvon ja kuormalavan enimmäispaino

• Vaadittu kiihdytys ja hidastus

• Matkan nopeus

• Pyörän halkaisija

• Vaihteiston suhde

• Mekaanisen voimansiirron tehokkuus

• Käyttömäärä

• Käynnistys- ja pysäytystaajuus

OEM-moottorivalmistaja voi arvioida nämä parametrit ja konfiguroida moottorin vaaditun toimintaprofiilin ympärille. Tämä auttaa välttämään sekä moottorin alimitoituksen että tarpeettoman ylimitoituksen.

Vaihteisto voidaan räätälöidä moottorin kanssa

Moottori ja vaihteisto toimivat yhtenä voimansiirtona, joten niiden valitseminen erikseen voi luoda tarpeettomia kompromisseja.

Esimerkiksi nelisuuntainen sukkula voi vaatia suhteellisen suuren pyörän vääntömomentin hallitulla ajonopeudella. Sen sijaan, että käytettäisiin suurempaa moottoria yksinkertaisesti lisäämään vääntömomenttia, sopiva vaihteiston vähennys voi lisätä pyörän vääntömomenttia säilyttäen samalla moottorin sopivan käyttönopeuden.

OEM-räätälöinti voi kattaa:

• Välityssuhde

• Vaihteiston tyyppi

• Lähtövääntömomentti

• Lähtöakseli

• Akselin mitat

• Asennuskonfiguraatio

• Vaihteiston suunta

Tämä mahdollistaa täydellisen integroidun stepper-servomoottorin ja vaihteiston kokoonpanon , joka sopii sukkulan mekaaniseen rakenteeseen tarkemmin.

Enkooderin vaihtoehdot voivat vastata paikannusvaatimuksia

Paikkapalaute on tärkeä automaattisille varastoajoneuvoille, koska sukkulan on pysähdyttävä toistuvasti ennalta määritettyihin paikkoihin.

Eri sovellukset voivat vaatia erilaisia ​​kooderikokoonpanoja. Ohjausarkkitehtuurista riippuen valmistajat voivat määrittää inkrementaalisen tai absoluuttisen takaisinkytkennän ja valita sopivan kooderin resoluution ja liitännän.

Sovelluksissa, jotka vaativat luotettavaa sijaintitietoa virtakatkosten tai kehittyneemmän sijainninhallinnan jälkeen, absoluuttisen kooderin vaihtoehtoja . voidaan myös harkita

OEM-räätälöinti mahdollistaa enkooderin kokoonpanon valitsemisen todellisten ohjaimen ja paikannusvaatimusten mukaan sen sijaan, että luottaisi kiinteään vakiokokoonpanoon.

Tiedonsiirtoliitännät voidaan mukauttaa ohjausjärjestelmään

Moottorin tulee kommunikoida tehokkaasti sukkulan pääohjaimen kanssa.

Ajoneuvon arkkitehtuurista riippuen integroitu suljetun silmukan askelmoottori voi käyttää Pulse/Direction-, RS485-, Modbus RTU-, CANopen- tai EtherCAT-yhteyttä..

Esimerkiksi yksinkertainen liikeakseli voi käyttää pulssiohjausta, kun taas moniakselinen automatisoitu ajoneuvo voi hyötyä verkkopohjaisesta ohjausarkkitehtuurista.

OEM-kokoonpano voi auttaa varmistamaan, että moottorin tiedonsiirtoliitäntä, ohjausparametrit ja palautejärjestelmä ovat yhteensopivia asiakkaan olemassa olevan automaatioalustan kanssa.

Mekaaniset mitat voidaan suunnitella rajoitetun asennustilan ympärille

Tila on usein suuri rajoitus nelisuuntaisen lavakuljetuksen sisällä.

Käyttömoottorin on ehkä sovitettava:

• Paristot

• Ohjauselektroniikka

• Nostomekanismit

• Anturit

• Vaihteistot

• Rakenteelliset komponentit

• Turvalaitteet

Sähköisesti toimiva moottori, joka ei sovi käytettävissä olevaan mekaaniseen tilaan, ei ole käytännöllinen ratkaisu.

OEM-räätälöinti voi koskea moottorin pituutta, kiinnitysreikiä, akselin mittoja, liittimen asentoa, kaapelin reititystä ja yleisiä asennusmittoja . Tämä antaa laitesuunnittelijoille enemmän vapautta optimoida ajoneuvon alustaa.

Kaapeli- ja liitinkokoonpano voidaan mukauttaa

Siirrettävät varastolaitteet asettavat erityisiä vaatimuksia kaapelien reititykselle.

Moottorikaapeli saattaa joutua kulkemaan kapean rungon läpi, liikuttamaan mekaanisen kokoonpanon avulla tai kytkemään tiettyyn ajoneuvon johtosarjaan.

OEM-moottoritoimittajat voivat mukauttaa:

• Kaapelin pituus

• Kaapelin suunta

• Liittimen tyyppi

• Liittimen sijainti

• Enkooderin johdotus

• Tiedonsiirtojohdot

• Virtajohdot

Sopiva kaapelikokoonpano voi tehdä kokoonpanosta puhtaamman ja vähentää tarpeettomia johdotuksia sukkulan sisällä.

Jännite ja teho voivat vastata akun arkkitehtuuria

Nelisuuntaiset lavakuljetukset ovat akkukäyttöisiä liikkuvia koneita, joten moottorin sähköisten ominaisuuksien on vastattava ajoneuvon tasavirtajärjestelmää.

Suunnittelusta riippuen järjestelmä voi käyttää 24 VDC, 36 VDC tai 48 VDC akkuarkkitehtuuria .muun muassa

Moottori tulee arvioida yhdessä akun, ohjaimen, huippuvirran, jatkuvan virran ja odotetun käyttöjakson kanssa.

OEM-räätälöinnin avulla sähkökonfiguraatio voidaan kehittää asiakkaan todellisen sähköjärjestelmän mukaan sen sijaan, että se vaatisi suuria muutoksia ajoneuvon akkuarkkitehtuuriin.

Räätälöinti auttaa lämmönhallinnassa

Lämpötehosta voi tulla merkittävä ongelma, kun moottori toimii kompaktin sukkulan rungon sisällä.

Nelisuuntainen kuormalavasukkula voi suorittaa satoja tai tuhansia toistuvia liikesyklejä usein kiihdytettäessä, hidastuen, pysähtyen ja uudelleenkäynnistettäessä. Tuloksena oleva moottorin keskimääräinen kuormitus voi olla hyvin erilainen kuin lyhytaikainen huippukuormitus.

OEM-kehityksen aikana moottori voidaan arvioida todellisen:

Kuorma → nopeus → kiihtyvyys → syklin aika → käyttölämpötila

suhdetta.

Tämä tarjoaa paremman perustan jatkuvan vääntömomentin, huippuvääntömomentin, moottorin koon ja lämpövaatimusten määrittämiselle.

Prototyyppitestaus voi vähentää integraatioriskiä

Uuteen lavakuljetusalustaan ​​pelkät laboratoriotiedot eivät aina riitä.

Käytännön OEM-kehitysprosessi voi sisältää:

Vaatimusanalyysi → Moottorin valinta → Mekaaninen sovitus → Prototyyppi → Näytetestaus → Ajoneuvojen testaus → Parametrien optimointi → Massatuotanto

Prototyyppitestauksen aikana valmistaja ja sukkulan kehittäjä voivat arvioida käynnistysmomenttia, kiihtyvyyttä, paikannusta, lämpötilan nousua, melua, tärinää, akun kulutusta ja tiedonsiirtokykyä.

Tuloksia voidaan sitten käyttää moottorin parametrien optimointiin ennen volyymituotantoon siirtymistä.

OEM-tuesta tulee arvokkaampaa suurivolyymissa projekteissa

Yksittäiseen koneeseen voi joskus riittää tavallinen moottori. Satoja tai tuhansia ajoneuvoja valmistavalle lavasukkulavalmistajalle johdonmukaisuudesta tulee kuitenkin paljon tärkeämpää.

OEM-toimittaja voi auttaa määrittämään erillisen moottorikokoonpanon, jossa määritetään:

• Sähköiset parametrit

• Mekaaniset mitat

• Enkooderin tekniset tiedot

• Viestintäasetukset

• Vaihteiston kokoonpano

• Kaapeli- ja liitinkokoonpano

• Tuotannon testausvaatimukset

Tämä voi helpottaa moottorin standardointia eri ajoneuvoerien välillä.

Mitä pitäisi sisällyttää OEM-moottorin eritelmiin?

Ennen kuin otat yhteyttä integroidun askelservomoottorin valmistajaan, suosittelemme sovelluksen perusspesifikaatioiden laatimista.

Sen tulee sisältää vähintään:

1. Ajoneuvon enimmäispaino

2. Suurin kuormalavakuorma

3. Tavoite matkanopeus

4. Kiihtyvyys ja hidastus

5. Pyörän halkaisija

6. Vaadittu pyörän vääntömomentti

7. Vaihteiston suhde

8. Akun jännite

9. Käyttösykli

10. Viestintäprotokolla

11. Enkooderin vaatimus

12. Käytettävissä oleva asennustila

13. Käyttölämpötila

14. Kaapeli- ja liitinvaatimukset

15. Odotettu vuosituotanto

Mitä tarkemmin nämä parametrit määritellään, sitä helpompi on kehittää moottori, joka sopii koko sukkulajärjestelmään.

OEM-räätälöinti on enemmän kuin moottorin teknisten tietojen muuttaminen

Nelisuuntaisten lavakuljetusten valmistajien OEM-räätälöinnin ei pitäisi rajoittua jännitteen tai moottorin pituuden muuttamiseen. Todellinen arvo syntyy täydellisen liikeratkaisun kehittämisestä ajoneuvon mekaanisen ja sähköisen arkkitehtuurin ympärille.

Hyvin sovitettu integroitu suljetun silmukan askelmoottori voi yhdistää moottorin, ohjaimen, kooderin ja valinnaisen vaihteiston kompaktiksi voimansiirroksi. Oikealla räätälöinnillä tuloksena oleva järjestelmä voi yksinkertaistaa asennusta, vähentää ulkoisten komponenttien määrää, tukea suljetun silmukan liikkeenohjausta ja sovittaa sukkulan fyysisiin rajoituksiin.

Tästä syystä valittaessa integroitu askelservomoottori nelisuuntaiseen lavakuljetukseen , on hyödyllistä arvioida luettelon teknisten tietojen lisäksi myös toimittajan kyky tukea OEM/ODM-räätälöintiä, prototyyppien kehitystä, sovellustestausta ja volyymituotantoa.

Viimeinen tarkistuslista nelisuuntaisen sukkulamoottorin valitsemiseksi

Ennen moottorin viimeistelyä suosittelemme tarkistamaan viisi aluetta.

Mekaaninen: Onko vääntömomentti riittävä ajoneuvon enimmäiskuormitukseen, pyörän halkaisijaan, vaihteiston välitykseen ja kiihtyvyyteen?

Sähkö: Vastaako moottori akun jännitteen ja tehon arkkitehtuuria?

Ohjaus: Tukeeko integroitu ohjain vaadittua Pulse-, RS485-, CANopen-, EtherCAT- tai muuta ohjausliitäntää?

Palaute: Tarjoaako anturi tarvittavat paikannus- ja liikkeenvalvontaominaisuudet?

Lämpö: Kestääkö moottori todellisen käyttöjakson sukkulan rungon sisällä?

Onnistunut nelisuuntainen lavabussin voimansiirto ei siis perustu suurimman vääntömomentin tai suurimman runkokoon moottorin valitsemiseen. Se johtuu vääntömomentin, nopeuden, takaisinkytkennän, ohjauksen, vaihteiston, jännitteen, lämpösuorituskyvyn ja mekaanisten mittojen sovittamisesta todelliseen käyttöprofiiliin.

Kompakteille varastoroboteille, an integroitu suljetun silmukan askelservomoottori voi tarjota käytännöllisen yhdistelmän palauteohjausta, kompaktia asennusta, yksinkertaistettua johdotusta ja toistettavaa liikettä. Oikein mitoitettuna ja räätälöitynä siitä voi tulla keskeinen osa luotettavaa nelisuuntaista lavakuljetusjärjestelmää.